FI79741C - Elektronisk saekerhetsanordning. - Google Patents

Description

1 79741

Elektroninen turvalaite. - Elektronisk säkerhetsanordning.

Esillä olevan keksinnön kohteena on elektroninen turvalaite käytettäväksi esim. oven lukkona.

Nykyisin tunnetaan jo eri tyyppisiä elektronisia turvalaitteita, joissa elektroninen piiri tunnistaa sopivasti koodatun avaimen oven salvan päästämiseksi toimimaan. Käytettäessä tällaista laitetta tilanteessa, jossa halutaan säännöllisesti vaihtaa koodi, johon elektroninen piiri reagoi, on käynyt välttämättömäksi varmistaa se seikka, että piirillä ja kyseisellä hetkellä käytössä olevalla avaimella on sama koodi. Tämä voidaan saada aikaan yhdistämällä tai kytkemällä kaikki elektroniset piirit yhteiseen valvontakeskukseen, mutta tämä on selvästi epäedullista haluttaessa muuttaa jo olemassa olevan järjestelmän lukot elektronisiksi lukoiksi.

Tämän ongelman poistamiseksi on esitetty useita ratkaisuja. Eräs tällainen ehdotus on varastoida piiriin tietty koodi-järjestys ja käyttää kutakin uutta avainta sarjan seuraavan ·'*· koodin kutsumiseksi. Eräässä toisessa ratkaisussa käytetään y avaimia, joista kussakin on kaksi koodia, nimittäin sillä hetkellä käytössä oleva koodi ja seuraa.vaksi käytettävä koodi, j Tämä seuraava koodi varastoidaan elektroniseen piiriin siihen asti kunnes käytetään uutta avainta, jolloin se vaihdetaan "uuteen" seuraavaan koodiin.

Mikään aikaisemmin esitetyistä järjestelmistä ei ratkaise ongelmaa täysin. "Seuraava" koodi tulee käyttöön millä hetkellä tahansa ja tämä saattaa järjestelmän turvallisuuden epäilyttäväksi .

Esillä olevan keksinnön mukaisesti on saatu aikaan elektroninen turvalaite, johon kuuluu muistilaite yhdistelmäkoodin varastoimiseksi, avaimen lukulaite, jolla avainlaitteelta luetaan tiedot, jotka edustavat sekä yhdistelmäkoodia että laskutietoja, sekä mainittuun muistilaitteeseen ja mainittuun avaimen lukulaitteeseen kytketty elektroninen piiri, joka muo- 2 79741 dostaa tulostuksen turvalaitteen laukaisemiseksi silloin kun avaimen lukijalta saatu yhdistelmäkoodi vastaa muistissa olevaa koodia ja lisäksi elektroninen piiri muuttaa muistin sisällön vastaamaan avaimen lukulaitteelta saatua yhdistelmäkoodia silloin kun muistin sisältö vastaa uutta yhdistelmäkoodia, jonka elektroninen piiri laskee käyttämällä hyväksi muistin sen hetkistä sisältöä ja laskutietoja.

Keksintöä voidaan erityisesti (mutta ei yksinomaan) käyttää hotellien ovien lukkojärjestelmiin ja on selvää, että tällaisessa järjestelyssä se on monellakin tapaa edullinen verrattuna aikaisemmin esitettyihin järjestelmiin. Erityisesti voidaan todeta, että kukin uusi yhdistelmäkoodi voidaan valita sattumanvaraisesti - jolloin oikeat laskutiedot lasketaan avainten keskusvalmistusasemassa. Yksikään avain ei sisällä tietoja, jotka liittyvät aikaisempiin tai tuleviin yhdistel-mäkoodeihin ja tästä syystä mahdollisen varkaan on erittäin vaikeata analysoida järjestelmä ja väärentää avain.

Keksinnön erästä esimerkkiä selvitetään seuraavassa oheisten piirustusten avulla, joissa:

Kuvio 1 on kaaviokuva keksinnön mukaisen elektronisen turvalaitteen eräästä esimerkistä, kuvio 2 on kuviossa 1 esitetyn elektronisen turvalaitteen osan muodostavan elektronisen piirin kytkentäkaavio.

Kuvion 1 mukaisesti elektroniseen turvalaitteeseen kuuluu turvalaite 10, joka esillä olevassa esimerkissä on oven luk-; ko, jossa on nuppi tai kahva 11, jota käytetään salvan 12 ve- .· tämiseen. Lukkoon kuuluu kytkin, jolla nuppi tai kahva 11 on mekaanisesti kytketty salpaan 12 ja tätä kytkintä käytetään sähkömagneettisesti, jolloin sähkömagneetti herätetään tai magnetcidaan pulssilla oven avaamiseksi lukosta, eli kytki-men kytkemiseksi päälle, ja toinen sähkömagneetti magnetoi-daan pulssilla oven lukitsemiseksi, eli kytkimen irrottamiseksi.

3 79741

Elektroniseen turvalaitteeseen kuuluu myös muisti 13, avain-kortin lukija 14 tietojen lukemiseksi avainkortilta 15 ja logiikkapiiri 16, joka ohjaa lukkoa 10 kortilta 15 luettujen tietojen ja muistiin 13 tallennettujen tietojen mukaisesti.

Avainkortin lukijaan kuuluu 6x4 infrapunavalojärjestelmä, joka lähettää diodeja sekä vastaava 6x4 järjestelmä infrapunavalon tuntolaitteita, jotka on järjestetty siten, että tuntolaitteet havaitsevat vastaavista emissicdiodeista tulevan säteilyn kun nämä diodit herätetään tai magnetoidaan.

Lukijaan 14 työnnettynä korttiin 15 tehdyt reiät päästävät säteilyä joistakin emissicdiodeista vastaaviin tuntolaittei-siin tunnetulla tavalla siten, että muodostuu 24 bitin binäärinen rinnakkaistulostus, jolloin tarvittaessa lukijaan 14 on järjestetty sopivat vahvistimet.

Lukijaan 14 täysin sisään työnnetyn avainkortin käyttämä kytkin 17 kytkee emissiodiodit voimanlähteeseen siten, että diodit heräävät tai käynnistyvät kytkimen 17 toimiessa. Kytkin ‘ ' 17 ohjaa myös kondensaattorin 18 latausta vastuksen 19 kaut- ta voimanlähteestä sekä tämän kondensaattorin mahdollista purkautumista lukon 10 "lukitse" sisääntuloon poistopäässä avainkortti 14 lukijasta 15.

Logiikkapiirissä 16 on tulostus, joka ohjaa transistorikytkin-tä 20, joka puolestaan ohjaa toisen kondensaattorin 21 purkautumista lukon 10 "avaa" sisääntuloon. Vastus 22 muodostaa kondensaattorille 21 pysyvän latausväylän.

Kuviossa 2 logiikkapiiri 16 ja muisti 13 on esitetty yksityis-/’ kohtaisemmin. Muisti 13 muodostuu 12 bitin lukkopiiristä, jon- : : ka tietosisääntulot on kytketty lukijan 14 kahteentoista tu lostukseen. Logiikkapiiri muodostuu varsin yksinkertaisesti h‘ 12 bitin digitaalisista vertailupiireistä 24, 25, joista kum- V massakin on yksi tietosisääntulosarja kytketty lukijan 14 sa moihin kahteentoista tulostukseen. Vertailijan 24 toiset tietosisääntulot on kytketty muistin 13 tulostuksiin ja ver- 4 79741 tailijan 25 toiset tietosisääntulot on kytketty kahdentoista erikois OR veräjän 26 tulostuksiin. Kussakin veräjässä 26 on yksi sisääntulo muistin tulostuksesta ja toinen sisääntulo yhdestä siihen liittyvästä lukijan kahdestatoista tulostuksesta. Vertaili jän 24 A=B tulostus muodostaa logiikkapiirin "avaa" tulostuksen, ja vertailijan 24 A=B tulostus on kytketty muistin 13 "kello" sisääntuloon.

On selvää, että mikäli kortin lukijan kahdentoista ensimmäisen tulostuksen kaksitoista tulostussignaalia vastaavat täysin muistiin 13 tallennettujen tietojen 12 bittiä, vertailija 13 muodostaa "avaa" tulostuksen saattaen transistorin 20 kytkeytymään päälle siten, että kondensaattori 21 purkautuu "avaa" sähkömagneettiin. Toisaalta mikäli nämä tulostukset vastaavat veräjien 26 tulostuksia, vertailijan 25 tulostus ajoittaa muistin 13 siten, että lukijan kahdessatoista ensimmäisessä tulostuksessa tullut 12 bitin koodi tulee kirjoitetuksi muistiin ja odottaa. Tämän jälkeen vertailijan 24 tulostus kytkeytyy päälle ja magnetoi "avaa" sähkömagneetin.

Voidaan havaita, että yllä kuvatussa suoritusmuodossa lukijan : ensiksi mainituista kahdestatoista tulostuksesta tuleva 12 bi- tin koodi vastaa "yhdistelmäkoodia", jonka pitää vastata muistiin tallennettua koodia oven avautumisen varmistamiseksi. Lukijan muista kahdestatoista tulostuksesta tuleva 12 bitin koodi edustaa "laskukoodia", joka identifioi matemaattisen tai loogisen laskelman luonteen, joka laskelma pitää suorittaa olemassa olevaan tallennettuun "yhdistelmäkoodiin", jotta päästäisiin uuteen "yhdistelmäkoodiin". Esillä olevassa tapauksessa tämä määrätty laskutoimitus on 12 bitin muistisisäl-lön niiden bittien inversio tai kääntö, jotka sattuvat yhteen "laskutietojen" ykkösbittien kanssa.

Jos esim. 12 bitin sana muistissa on: 0011 1101 0101 1011 lukko avautuu tällä yhdistelmäkoodilla varustetulle avainkortille tai jokaiselle avaimelle, jossa on siihen sopiva yhdis-telmäkoodi tai laskutiedot, esim. seuraavilla koodeilla varus- 5 79741 tetuille avaimille,

Yhdistelmä Lasku 0010 0100 1001 1110 0001 1001 1100 0101 0100 0000 1110 1010 Olli 1101 1011 0001 Käytettäessä elektronisia turvalaitteita esim. hotellin oven lukitusjärjestelmässä, kullekin uudelle asiakkaalle voidaan antaa huoneeseensa uusi avainkortti. Keskustietokone pitää muistissa ne yhdistelmäkoodit, jotka sillä hetkellä on käytössä huoneisiin ja tarvittaessa uusi yhdistelmäkoodi-tieto-kone kehittää laskutiedct sattumanvaraisesti, syöttää nämä tiedot vertaillen tietokonemuistista otettuun, sillä hetkellä käytössä olevaan yhdistelmäkoodiin ja joko kirjoittaa uuteen avainkorttiin rei'itettävän koodin tai suorittaa automaattisen rei'ityksen avainkortin muodostamisksi.

Yllä kuvattu keksinnön esimerkki on suhteellisen yksinkertainen ja siinä käytetään hyväksi jo käytettävissä olevia integroituja logiikkapiirejä. Huomattavasti monimutkaisempia ja hienompia järjestelmiä voidaan saada aikaan, mikäli elektronisessa piirissä käytetään hyväksi mikroprosessoria logiikkapiirien asemesta. Tällaisella järjestelmällä voidaan käyttää esim. eri avaintasoja, mikä tarkoittaa sitä, että avain-"" kortissa voi olla myös tiedot, jotka identifioivat sen sy- vyyden tai tason, johon joku tietty avain pääsee työntymään.

Useita eri yhdistelmäkoodeja voitaisiin tallentaa ja eri tasot identifioivilla korteilla olisi niihin pääsy.

*:·. Avainkortissa voisi olla esim. sarja 10 x 5 reikäasemia, joi- ' loin yksi reikäsarake antaa mikroprosessoriin strobe-pulsse-- - ja, jolloin muiden neljän sarakkeet edustamat tiedot voidaan - - lukea mikroprosessorin RAMtään työnnettäessä kortti sisään.

Tässä järjestelyssä tarvitaan ainoastaan viisi emissiodio-·. dia ja viisi tuntoelementtiä. Jäljellä oleva 10 x 4 järjes telmä sisältää 4 bittiä "tasotietoja", 24 bittiä (4 bitin sanoina) yhdistelmäkooditietoja ja 12 bittiä (4 bitin sanoina) laskukooditietoja. Eri "tasotiedot" mahdollistavat lukon 6 79741 eri toimintatavat eri avaintasoissa. Mukaan voi kuulua esim. kuusi tasoa, joissa kussakin on vastaava yhdistelmäkoodi tallennettu RAMrään. Muut toimintatavat käsittävät "lukitusvalin-nan" eri tasoja - eli hotellin asiakasavainkortti voi identifioida toimintatavan, jossa vain hänen korttinsa avaa oven, jolloin se estää pääsyn muihin yhdistelmäkoodeihin.

Tässä esimerkissä laskutietojen 12 bittiä jaetaan 6 bitin pareiksi, jolloin kukin pari antaa laskutietoja yhdistelmätie-tojen vastaavaa 4 bitin sanaa varten. Bittipari identifioi neljän bitin sanan yhden bitin ja tämä bitti muunnetaan päinvastaiseksi suoritettaessa lasku.

Jos esimerkiksi muistin tietylle tasolle tallennettu yhdistelmäkoodi on 0100 0100 0000 0111 1011 0100 uudessa avainkortissa voi olla seuraava yhdistelmäkoodi 0110 1100 0100 111 1001 0101 jotka on kytketty laskutietoihin 01 11 10 11 01 00.

!:* Tästä seuraa se, että tallennetun yhdistelmäkoodin ensimmäisen : sanan toinen LSB, toisen sanan neljäs LSB (tai MSB), kolmannen sanan kolmas LSB, neljännen sanan neljäs LSB, viidennen sanan toinen LSB ja kuudennen sanan LSB muuttuvat päinvastaisiksi uuteen yhdistelmäkoodiin pääsemiseksi.

Keksinnön mikroprosessoriin perustuvaa suoritusmuotoa voidaan myös käyttää kerrostalohuoneistoissa, joissa kullekin asukkaalle pitää varata mahdollisuus käyttää yhtä avainta oman huoneistonsa oven avaamiseksi, oman käytävänsä avaamiseksi (silloin kun käytävä on yhteinen muiden asukkaiden kanssa, joiden huo-neistot avautuvat tähän käytävään) sekä talon ulko-oven avaamiseksi (yhteinen talon kaikille asukkaille). Tätä tarkoitusta varten käytävien ovissa ja ulko-ovissa on modifikatio, joka estää muistin siirtymisen ajan tasalle tunnistettaessa "uusi koodi". Huoneiston ovet reagoivat kussakin avaimessa olevaan yhdistelmäkoodiin, mutta ulko-oven lukossa on tarkoitukseen 7 79741 sopiva yhdistelmäkoodi, joka on kytketty kaikkiin muiden lukkojen yhdistelmäkoodeihin siten, että kussakin avaimessa olevat laskutiedot ja yhteisiin lukkoihin tallennetut yhdistelmä-tiedot muodostavat käytettävän avaimen yhdistelmäkoodin. Kun kyseessä ovat käytävän ovet, osaa avaimen yhdistelmäkoodista verrataan lukon tallennettuun koodiin ja toista osaa "uuteen yhdistelmäkoodiin", joka kehittyy ennen lukon yhdistelmäkoo-dia ja lisäksi vertailu suoritetaan avaimen laskutietoihin.

Käytävässä olevan kunkin asunnon yhdistelmäkoodin ensin mainittu osa on samanlainen.

» t.

- i

Claims (8)

8 79741

1. Elektroninen turvalaite, johon kuuluu muistilaite (13) yhdistelmäkoodin tallentamiseksi, avaimen lukulaite (14) tietojen lukemiseksi avainlaitteelta (15), jotka tiedot edustavat yhdistelmäkoodia ja elektroninen piiri (16), joka on kytketty muistilaitteeseen (13) ja avaimenlukulaitteeseen (14) ja joka muodostaa tulostuksen turvalaitteen laukaisemiseksi kun avaimen lukulaitteelta (14) saatu yhdistelmäkoodi vastaa muistilaitteessa (13) olevaa koodia, elektronisen piirin (16) tuottaessa tulostuksen myös mikäli avaimen lukulaitteelta (14) saatu yhdistelmäkoodi vastaa uutta yhdistelmäkoodia, tunnettu siitä, että avaimen lukulaite (14) lukee myös laskentatietoa avainlaitteelta (15) ja elektroninen piiri (16) käsittää elimet (26) mainitun uuden yhdistelmäkoodin laskemiseksi perustuen muistilaitteeseen (13) varastoituun yhdistelmä-koodiin ja avainlaitteelta (15) luettuun laskentatietoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen turvalaite, tunnettu siitä, että turvalaitteessa elektroninen piiri (16) käsittää lisäksi elimet muistiin (13) tallennetun yhdistelmäkoodin vaihtamiseksi mainittuun uuteen yhdistelmään, kun avaimen lukulaitteelta (14) saatu uusi yhdistelmäkoodi vastaa laskettua uutta yhdistelmäkoodia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen turvalaite, tunnettu siitä, että avainlaite (15) käsittää lisäksi avaintason käskytietoja identifioiden yhden useasta avainta-sosta, jolloin muistielin (13) käsittää elimet useiden talletettujen yhdistelmäkoodien tallentamiseksi, jotka koodit liittyvät kukin mainitun avaintason eri käskytietoon, yhden useasta tallennetuista yhdistelmäkoodeista valitsemiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen elektroninen turvalaite, tunnettu siitä, että avainlaite (15) käsittää vähintään 9 79741 yhden lukitusavaintason käskytiedon. ja mainittu piirielin (16) käsittää elimen, joka reagoi mainittuun lukitusavaintason käskytietoon estämään mainitun tulostuksen tuottaminen seuraa-vaksi tapahtuvan toisen avaintason käskytiedon vastaanottamisen jälkeen.

5. Menetelmä elektronisen turvajärjestelmän käyttämiseksi, johon järjestelmään kuuluu yhdistelmäkooditiedolla varustettu avainlaite (15), ja lukko, jossa on muistilaite (13), avaimen lukulaite (14) ja elektroninen piiri (16), joka on kytketty avaimen lukulaitteeseen (14) ja muistiin (13), joka menetelmä käsittää: a) yhdistelmäkoodin tallentamisen muistilaitteeseen (13), b) avainyhdistelmäkoodin lukeminen elektroniseen piiriin (16), c) avainyhdistelmäkoodin vertaaminen tallennetun avainyhdistelmäkoodin kanssa, d) tulostuksen tuottaminen lukon vapauttamiseksi kun mainittu avainyhdistelmäkoodi ja mainittu tallennettu yhdistelmäkoodi vastaavat toisiaan, e) avainyhdistelmäkoodin vertaaminen "uuteen" yhdistelmäkoo- ·· diin, joka on peräisin elektronisesta piiristä (16), ja f) mainitun vapautustulostuksen tuottaminen kun avainyhdistelmäkoodi ja "uusi" yhdistelmäkoodi vastaavat toisiaan, tunnettu siitä, että "uusi" yhdistelmäkoodi lasketaan elektronisen piirin (16) avulla käyttämällä tallennettuun yhdistelmäkoodiin laskenta-alkoritmiä, joka on määritetty avainlaitteesta luettujen laskentatietojen perusteella.

6. Menetelmä patenttivaatimuksen 5 mukaisen elektronisen turvajärjestelmän käyttämiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää lisäksi tallennetun yhdistelmäkoodin vaihtamisen "uuteen" yhdistelmäkoodiin kun avainyhdistelmäkoodi vastaa "uutta" yhdistelmäkoodia.

7. Menetelmä patenttivaatimuksen 5 mukaisen elektronisen 10 79741 turvajärjestelmän käyttämiseksi, tunnettu siitä, että vain laite (15) sisältää avaintason käskytiedon, tallennusvaihe käsittää useiden tallennettujen yhdistelmäkoodien, jotka liittyvät eri avaintasoihin, tallentamisen muistiin (13), ja lukuvaihe käsittää yhden useista tallennetuista yhdistelmäkoo-deista valitsemisen avainlaitteelta luetun avaintason käskytiedon mukaisesti.

8. Menetelmä patenttivaatimuksen 7 mukaisen elektronisen turvajärjestelmän käyttämiseksi, tunnettu siitä, että avaintason käskytieto käsittää vähintään yhden lukitustiedon ja lukuvaihe käsittää lisäksi vapautustulostuksen tuottamisen estämisen seuraavan toisen avaintason käskytiedon vastaanottamisen aikana kun mainittu lukitustieto on luettu. 1.1 79741